Сферическая аберрация
-
Сферическая аберрация
- Тип аберрации в оптических системах с элементами со сферическими поверхностями
- Лучи света, падающие не по центру, преломляются или отражаются больше или меньше
- Снижает качество изображений
-
История и описание
- Впервые выявлена Ибн аль-Хайтамом в 11 веке
- Сферическая линза имеет апланатическую точку на боковом расстоянии от оптической оси
-
Влияние на фокусировку
- Сферическая аберрация делает фокусировку телескопов далекой от идеальной
- Сферические формы проще создавать, чем асферические
- Несколько сферических элементов дешевле, чем одна асферическая линза
-
Типы аберрации
- “Положительная” аберрация: лучи вблизи внешнего края линзы искривлены сильнее
- “Отрицательная” аберрация: лучи искривлены меньше
- Эффект пропорционален четвертой степени диаметра и обратно пропорционален третьей степени фокусного расстояния
-
Коррекция аберрации
- Комбинации выпуклых и вогнутых линз, асферические линзы или апланатические линзы
- Численная трассировка лучей для проектирования линзовых систем
- Аналитический расчет параметров для минимизации аберрации
-
Влияние на телескопы
- Свет от удаленного точечного источника не фокусируется в одной точке
- Телескопы с фокусным расстоянием менее f/10 обычно имеют несферические зеркала или корректирующие линзы
-
Устранение аберрации
- Линзы с асферической поверхностью устраняют аберрацию
- Декарт показал, что декартовы овалы обеспечивают идеальную фокусировку
- В 2018 году найдена замкнутая формула для поверхности линзы, устраняющей аберрацию
-
Оценка диаметра аберрированного пятна
- Лучевая оптика не учитывает волновую природу света
- Обозначение Коддингтона применимо только для тонких линз
- Продольная сферическая аберрация записывается через коэффициенты Коддингтона
-
Дополнительные ресурсы
- Ахроматическая линза
- Космический телескоп “Хаббл”
- Телескоп Максутова
- Параболический отражатель
- Телескоп Ричи–Кретьена
- Коррекционная пластина Шмидта
- Мягкий фокус